CN106141049B - 小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺 - Google Patents

小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺 Download PDF

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Abstract

小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺，先采用WHF锻造法和端面旋压法对铝合金铸锭加工制得锥形坯料，然后冲锥孔形成内外锥的环锻件，最终通过专门设计的胎膜锻模具进行最终小口径大锥度的锥形环形件的锻造成形，相比于传统直壁筒形件车锥面的加工工艺，本发明提高了材料利用率，通过锻造加热、热料回炉、冷却及退火处理，提高了材料的力学性能。

Description

小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺
技术领域
本发明涉及锻造成形工艺技术领域，具体涉及小口径大锥度锥形环形件的锻造成形工艺。
背景技术
针对角度大于40°、小头内孔孔径为150mm～200mm的小口径大角度锥形环形件的锻造成形，目前主流加工工艺是采用生产直壁筒形件后，通过车加工加工成异形环件，这种加工成形方式一方面降低了材料利用率，提高了生产成本，降低了生产效率；另一方面也会导致锻造流线在后续机加工过程中遭到破坏，降低了材料的力学性能，也降低了锻件的抗腐蚀能力。
发明内容
本申请人针对现有技术中的上述缺点进行改进，提供一种能提高材料利用率、节约生产成本并提高材料力学性能的小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺。
本发明的技术方案如下：
小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺，包含以下步骤：
第一步，下料：原材料选用铝合金铸锭；
第二步，锻造加热：将原材料放置在加热炉内，升温至450℃～480℃，均热后保温15h～25h；
第三步，制坯：经第二步处理后的原材料，沿其轴向按WHF锻造法镦拔成形，并采用一端面旋压的方式，使原材料形成一头大、一头小的锥形坯料，锥形坯料的锥度大于出坯成品的锥度；
第四步，冲孔：采用锥形冲头，对锥形坯料进行第一锥形盲孔的冲压成型，第一锥形盲孔的窄径端大于出坯成品的内锥孔的窄径端尺寸；
第五步，将第四步冲孔后的锥形坯料进行热料回炉，保温10h～15h；
第六步，胎膜锻：将第五步获得的锥形坯料放入胎膜锻模具的下模的第二锥形盲孔，第二锥形盲孔与锥形坯料的外锥面及高度上的出坯尺寸一致，胎膜锻模具的上模正对第一锥形盲孔，上模呈锥形结构，且与第二锥形盲孔的出坯尺寸一致，，进行锻造；
第七步，胎膜锻后进行空冷至室温；
第八步，250℃～300℃下退火处理，保温5h～10h。
本发明的技术效果：
本发明先采用WHF锻造法和端面旋压法加工制得锥形坯料，然后冲锥孔形成内外锥的环锻件，最终通过专门设计的胎膜锻模具进行最终小口径大锥度的锥形环形件的锻造成形，相比于传统直壁筒形件车锥面的加工工艺，本发明提高了材料利用率，通过锻造加热、热料回炉、冷却及退火处理，提高了材料的力学性能。
附图说明
图1为本发明的工艺流程中锥形坯料、冲孔、胎膜锻锻造后的锥形坯料的状态示意图，图中示意出了冲孔的冲头和胎膜锻模具的上模、下模。
其中：1、锥形坯料；11、第一锥形盲孔；2、冲头；3、下模；31、第二锥形盲孔；4、上模；5、出坯产品。
具体实施方式
下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。
见图1，本发明所述小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺，包含以下步骤：
第一步，下料：原材料选用铝合金铸锭，按照规格尺寸下料；
第二步，锻造加热：将原材料放置在加热炉内，升温至450℃～480℃，均热后保温15h～25h；
第三步，制坯：经第二步处理后的原材料，沿其轴向按WHF锻造法镦拔成形，并采用一端面旋压的方式，使原材料形成一头大、一头小的锥形坯料(1)，锥形坯料(1)的锥度大于出坯成品的锥度；所述WHF锻造法及旋压法均为现有技术，WHF锻造法是一种宽砧强力压下锻造法(Wide Die Heavy Blow。Forging)，其采用大砧宽比、大压下率(砧宽比应达到0.68～0.77，每次压下率至少为20％)迫使锻件心部产生较大变形，有利于消除锻合锻件内部的孔隙、疏松等缺陷；旋压法是将坯料固定在旋压机的模具上，在坯料随机床主轴转动的同时，用旋轮或赶棒加压于坯料，使之产生局部的塑性变形，用旋压方法可以完成各种形状旋转体的拉深、翻边、缩口、胀形和卷边等工艺；
第四步，冲孔：采用锥形冲头2，对锥形坯料1进行第一锥形盲孔11的冲压成型，第一锥形盲孔11的窄径端大于出坯成品的内锥孔的窄径端尺寸；所述出坯产品指经本发明所述锻造成形工艺加工成形的最终产品；
第五步，将第四步冲孔后的锥形坯料1进行热料回炉，保温10h～15h；
第六步，胎膜锻：将第五步获得的锥形坯料1放入胎膜锻模具的下模3的第二锥形盲孔31，第二锥形盲孔31与锥形坯料1的外锥面及高度上的出坯尺寸一致，胎膜锻模具的上模4正对第一锥形盲孔11设置，上模4呈锥形结构，且与第二锥形盲孔31的出坯尺寸一致，施加锻锤的打击力，进行锻造，直至锥形坯料1完全位于第二锥形盲孔31内且锥形坯料1的底部端面紧贴在第二锥形盲孔31的内端面上，上模4的上端面与第二锥形盲孔31的开口齐平；
第七步，胎膜锻后进行空冷至室温，胎膜锻锻造后得到出坯产品5；
第八步，250℃～300℃下退火处理，保温5h～10h。
本发明先采用WHF锻造法和端面旋压法加工制得锥形坯料，然后冲锥孔形成内外锥的环锻件，最终通过专门设计的胎膜锻模具进行最终小口径大锥度的锥形环形件的锻造成形，相比于传统直壁筒形件车锥面的加工工艺，本发明提高了材料利用率，通过锻造加热、热料回炉、冷却及退火处理，提高了材料的力学性能。
以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (1)

1.小口径大锥度锥形环形件锻造成形工艺，其特征在于，包含以下步骤：
第一步，下料：原材料选用铝合金铸锭；
第二步，锻造加热：将原材料放置在加热炉内，升温至450℃～480℃，均热后保温15h～25h；
第三步，制坯：经第二步处理后的原材料，沿其轴向按WHF锻造法镦拔成形，并采用一端面旋压的方式，使原材料形成一头大、一头小的锥形坯料(1)，锥形坯料(1)的锥度大于出坯成品的锥度；
第四步，冲孔：采用锥形冲头(2)，对锥形坯料(1)进行第一锥形盲孔(11)的冲压成型，第一锥形盲孔(11)的窄径端大于出坯成品的内锥孔的窄径端尺寸；
第五步，将第四步冲孔后的锥形坯料(1)进行热料回炉，保温10h～15h；
第六步，胎膜锻：将第五步获得的锥形坯料(1)放入胎膜锻模具的下模(3)的第二锥形盲孔(31)，第二锥形盲孔(31)与锥形坯料(1)的外锥面及高度上的出坯尺寸一致，胎膜锻模具的上模(4)正对第一锥形盲孔(11)，上模(3)呈锥形结构，且与第二锥形盲孔(31)的出坯尺寸一致，进行锻造；
第七步，胎膜锻后进行空冷至室温；
第八步，250℃～300℃下退火处理，保温5h～10h。
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